
构建量子计算机有时会产生意外的好处 - 例如提供正确的环境来证明阿尔伯特·爱因斯坦的特殊相对论理论实际上是正确的。
使用某些量子状态的原子,加州大学伯克利分校的研究人员能够表明,与另一个方向相比,空间似乎并没有朝一个方向挤压,因为相对论不正确。相反,正如相对论所预测的那样,空间从任何方向看起来都一样。该实验使用了部分纠缠的原子,这些原子是试图构建量子计算机的副产品。
特殊相对论是现代物理学的基石,由爱因斯坦于1905年制定。该理论指出了两件事:物理定律到处都是相同的,光速是一个不变的,只要您在测量这种现象时就不会加速。它可用于解释对象在时空中的行为。 (这是同伴,一般相对论包括重力和加速度的影响)。 [扭曲的物理:7个令人振奋的发现这是给出的
由于相对论说真空中的光速是恒定的,因此无论如何,空间都应在各个方向上看起来相同。例如,如果您以光速向或远离手电筒移动的一半移动,您会看到梁总是以每秒186,000英里的速度移动,或多或少。这时间扩张的概念,在这段时间里,您走得更快的速度(例如,如果您处于超速飞船的速度中),这是这种现象的直接结果 - 为了使光速与宇宙中的每个人看起来相同,就必须发生这种情况。
早期的实验测量了使用垂直光束的光速以产生干扰模式 - 交替的光和黑暗带。最著名的是1887年的Michelson-Morry实验,该实验在镜子之间弹跳了两个光束,表明光速是恒定的 - 无论该设备是如何定向的,干扰模式都没有变化,这表明没有“以太”可以通过“以太”可以通过,因此在空间上没有偏爱的方向。真空中的轻速具有一个值,只有一个值。
这项新的研究是由加州大学伯克利分校物理学助理教授HartmutHäffner领导的研究人员使用了原子。科学家将两个钙原子放在真空室中,并施加了交替的电压,该电压将原子捕获到了适当的位置。
每个原子都有两个电子,可以测量其能量。电子彼此垂直移动。一个在上下运动中,追踪一个看起来像核周围的保龄球销的体积,而另一个则围绕着圆曲线的区域中的核旋转。在实验中,团队每秒10次测量电子的动能。如果是相对论是正确的,那么电子能量之间的差异应该是常数。 [图像:世界上最美丽的方程式这是给出的
这似乎是测试良好理论的一种奇怪方法,但哈夫纳说,这样的实验是对其他粒子进行的。他说,电子给出了更精确的结果。
这些发现对于其他物理领域也很重要,包括标准模型,颗粒物理学的统治理论,其中描述了粒子的行为方式以及宇宙为何以其的方式出现。哈夫纳说:“标准模型在很大程度上取决于特殊相对论是正确的。”
这项研究还证明了科学的不同领域是如何联系的,因为实验始于量子计算。要制造量子计算机,您需要捕获原子,并将其放置在特殊的量子状态,称为叠加。这意味着您尚未测量原子的状态,因此它们可以立即处于两个状态。根据量子力学,在测量原子状态之前,它没有确定的值。这就是使量子计算机能够比传统计算机更快地解决复杂问题的力量。
他说,正是量子计算激发了哈夫纳在这种双重状态下使用原子来测试相对论。
研究人员说,研究人员可以使用这种类型的实验来探究物理和宇宙学上的其他奥秘。例如,“我们可以用它来寻找暗物质,”哈夫纳说。他说,如果地球周围有很多暗物质,那么电子的相对能量将会改变,因为暗物质的质量的存在会改变周围的空间。
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